JP6780485B2 - 超音波探触子ユニットおよび超音波診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波を利用した超音波診断装置の超音波探触子ユニットおよび超音波診断装置に関する。

従来、超音波を被検体内部に照射し、その反射波を受信して解析することにより被検体内部の検査を行う超音波診断装置が普及している。超音波診断装置は、被検体を非破壊、非侵襲で調べることができるので、医療目的の検査や建築構造物内部の検査、種々の用途に広く用いられている。

超音波診断装置では、電圧信号と超音波振動との間で変換を行う音響素子（変換器）が複数個、所定の方向（走査方向）に配列されており、これらの音響素子が、駆動電圧の印加により超音波を出射する。そして、超音波診断装置は、超音波の反射波の入射による電圧変化を検出する音響素子を時間的に変化させる（走査する）ことにより、２次元的なデータをほぼリアルタイムで取得することができる。

さらに、超音波の出入射面内で、これらの音響素子の配列を走査方向に垂直に往復移動（揺動）させることで、３次元的な画像をほぼリアルタイムで取得する技術が存在する。このような技術を用いて３次元画像を取得することで、２次元画像では分かりづらかった検査対象の立体形状や位置関係を、操作者がより容易に知得できる。

このように音響素子の配列を走査方向に垂直に揺動させる超音波探触子（プローブ）の一例として、例えば特許文献１に記載されたものがある。図１は、特許文献１に記載されているような、従来の超音波探触子ユニット８００の構成例を示す図である。図１に示すように、超音波探触子ユニット８００は、超音波探触子８１０と、超音波探触子８１０を超音波診断装置（図示せず）に接続するコネクタであるコネクタハウジング８２０と、を有する。

図１に示すように、３次元走査可能な超音波探触子８１０は、複数の音響素子からなる音響素子アレイ８１１と、音響素子アレイを機械的に揺動して走査する揺動機構８１２とを有する。なお、揺動機構８１２には、超音波探触子８１０の走査位置を検出するエンコーダが含まれていてもよい。また、図１に示すように、コネクタハウジング８２０は、揺動機構８１２が有するステッピングモータを制御する駆動回路８２１と、駆動回路８２１を制御する制御回路８２２と、を有する。

このような構成を有する従来の超音波探触子ユニット８００では、超音波診断装置からの揺動指令信号に基づく制御回路８２２の制御により、コネクタハウジング８２０に設置された駆動回路８２１が超音波探触子８１０の揺動機構８１２を制御して、３次元走査を行なっていた。このような構成では、コネクタハウジング８２０に駆動回路８２１を設けているため、音響素子アレイ８１１の揺動制御を超音波診断装置本体側ではなく、超音波探触子ユニット８００側で行うことができる。これにより、例えば超音波探触子ユニット８００を種々の超音波診断装置本体に付け替えて使用する場合でも、問題なく音響素子アレイ８１１の揺動制御を行うことができるようになる。

ここで、一般的には、換言すれば超音波診断装置以外では、ステッピングモータ、３相ＤＣモータやＡＣモータ等、各種モータの駆動回路において、高効率なスイッチングアンプ（Ｄ級アンプ）がよく用いられる。スイッチングアンプとは、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式のパルス等を使用したスイッチング動作により増幅を行うデジタルアンプである。

しかしながら、超音波診断装置のステッピングモータの駆動回路にＤ級アンプを用いると、ＰＷＭパルス信号により高調波が発生することがある。上記したように、駆動回路８２１は超音波診断装置本体との接続部分であるコネクタハウジング８２０内に設けられているため、超音波探触子８１０が生成した超音波受信信号にＤ級アンプが発した高調波が重畳されてしまう事態が生じうる。このような事態が生じると、高調波が重畳された超音波受信信号に基づいて超音波診断装置本体側で画像処理を行って超音波画像を生成した場合に、高調波成分がノイズとなって画像に現れ、正確な診断を行うことが困難となる。このような事態を回避するために、超音波診断装置における揺動機構（ステッピングモータ）の駆動回路としては、リニアアンプ（例えばＡＢ級アンプ）が使用されることが望ましい。

特開２００４−１６７５０号公報

ところで、超音波診断装置として、据え置き型等の比較的本体サイズが大きいものの他、ラップトップタイプやポータブルタイプ等のハンドキャリー機が普及している。このようなハンドキャリー機では、可搬性を確保するため、本体サイズが比較的小さくなっており、これに合わせてコネクタハウジングの小型化が要望されている。

一般に、リニアアンプはスイッチングアンプと比較して発熱が大きい。アンプを含む駆動回路が発する熱は、コネクタハウジングの筐体から周囲に放熱されるが、コネクタハウジングを小型化した場合、駆動回路の発する熱が放熱される面積（コネクタハウジングの筐体表面積）が小さくなるため、コネクタハウジングが大きい場合と比較して、筐体温度が高くなってしまう事態が生じうる。このような事情から、安全のため、コネクタハウジングの筐体温度上昇を防止することが要望されている。

本発明は、コネクタハウジング内の回路による熱の発生を低減する超音波探触子ユニットおよび超音波診断装置を提供することを目的とする。

本発明の超音波探触子ユニットは、音響素子アレイと、前記音響素子アレイを走査方向に垂直に揺動させるモータを含む揺動機構と、を有する超音波探触子と、前記超音波探触子とケーブルで接続され、超音波診断装置本体に接続されるコネクタハウジングと、を有する超音波探触子ユニットであって、
前記コネクタハウジングは、前記モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、を有し、
前記駆動回路は、電源電圧を供給する可変出力スイッチング電源と、前記電源電圧に基づいて前記モータの駆動電圧を出力するリニアアンプである電力増幅アンプと、前記モータの駆動電圧に基づく第１目標電圧と前記可変出力スイッチング電源の出力電圧に基づく第２目標電圧とを比較するコンパレータと、を有し、
前記制御回路は、前記コンパレータにおける比較の結果、前記第２目標電圧の絶対値が前記第１目標電圧の絶対値より小さい場合に、前記可変出力スイッチング電源に対して、前記第２目標電圧の絶対値を前記第１目標電圧の絶対値以上まで増大させ、前記第２目標電圧を前記第１目標電圧の変化に実時間で追従させるスイッチング制御を行う、
超音波探触子ユニット。

本発明の超音波探触子ユニットは、音響素子アレイと、前記音響素子アレイを走査方向に垂直に揺動させるモータを含む揺動機構と、を有する超音波探触子と、前記超音波探触子とケーブルで接続され超音波診断装置本体と接続されるコネクタハウジングと、を有する超音波探触子ユニットであって、前記超音波探触子は、前記モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、を有し、前記駆動回路は、電源電圧を供給する可変出力スイッチング電源と、前記電源電圧に基づいて前記モータの駆動電圧を出力するリニアアンプである電力増幅アンプと、前記モータの駆動電圧に基づく第１目標電圧と前記可変出力スイッチング電源の出力電圧に基づく第２目標電圧とを比較するコンパレータと、を有し、前記制御回路は、前記コンパレータにおける比較の結果、前記第２目標電圧の絶対値が前記第１目標電圧の絶対値より小さい場合に、前記可変出力スイッチング電源に対して、前記第２目標電圧の絶対値を前記第１目標電圧の絶対値以上まで増大させ、前記第２目標電圧を前記第１目標電圧の変化に実時間で追従させるスイッチング制御を行う。

本発明の超音波診断装置は、上記した超音波探触子ユニットと、前記超音波診断装置本体と、を有する超音波診断装置であって、前記超音波診断装置本体は、前記超音波探触子から被検体に対して超音波送信信号を送信させ、前記被検体からの反射波を受信した前記超音波探触子が生成した超音波受信信号に基づいて超音波画像を生成する。

本発明の超音波診断装置は、超音波探触子ユニットと、前記超音波探触子ユニットから被検体に対して超音波送信信号を送信させ、前記被検体からの反射波を受信した前記超音波探触子ユニットが生成した超音波受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置本体と、を有する超音波診断装置であって、前記超音波探触子ユニットは、音響素子アレイと、前記音響素子アレイを走査方向に垂直に揺動させるモータを含む揺動機構と、を有する超音波探触子と、前記超音波探触子とケーブルで接続され、前記超音波診断装置本体に接続されるコネクタハウジングと、を有し、前記超音波診断装置本体は、前記モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、を有し、前記駆動回路は、電源電圧を供給する可変出力スイッチング電源と、前記電源電圧に基づいて前記モータの駆動電圧を出力するリニアアンプである電力増幅アンプと、前記モータの駆動電圧に基づく第１目標電圧と前記可変出力スイッチング電源の出力電圧に基づく第２目標電圧とを比較するコンパレータと、を有し、前記制御回路は、前記コンパレータにおける比較の結果、前記第２目標電圧の絶対値が前記第１目標電圧の絶対値より小さい場合に、前記可変出力スイッチング電源に対して、前記第２目標電圧の絶対値を前記第１目標電圧の絶対値以上まで増大させ、前記第２目標電圧を前記第１目標電圧の変化に実時間で追従させるスイッチング制御を行う。

本発明によれば、コネクタハウジング内の回路による熱の発生を低減する超音波探触子ユニットおよび超音波診断装置を提供することができる。

従来の超音波探触子ユニットの構成例を示す図 本発明の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を例示した図 本発明の実施の形態に係る超音波探触子ユニットの構成を例示した図 揺動機構が有するステッピングモータの構造の一例を示した図 駆動回路および制御回路の構成の一例を示す図 本開示の実施の形態の超音波探触子ユニットにおけるステッピングモータの駆動電圧Ｖ_Ｄと、可変出力スイッチング電源の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋と、可変出力スイッチング電源の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−の関係を示す図 リニアアンプへの入力電圧を制御しない場合の、リニアアンプの入力電圧と出力電圧との関係を示す図 可変出力スイッチング電源の回路構成を例示した図 制御回路によるＰＦＭ制御における信号波形の一例を示す図 ステッピングモータの駆動波形周期毎にスイッチング周波数を反対向きに変化させる場合の可変出力スイッチング電源の出力波形を例示した図 ステッピングモータの回転数（低速回転）と可変出力スイッチング電源の出力波形との関係を説明するための図 ステッピングモータの回転数（高速回転）と可変出力スイッチング電源の出力波形との関係を説明するための図 ステッピングモータの高速回転時に、制御回路による可変出力スイッチング電源のスイッチング制御が行われた場合の出力波形を例示した図 分圧回路が駆動電圧Ｖ_Ｄに基づいて目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α），（Ｖ_Ｄ−α）を出力する場合の、分割回路の構成例を示す図

以下、本発明の実施の形態に係る超音波探触子ユニットについて、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示した例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能および構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２は、本発明の実施の形態に係る超音波診断装置の構成を例示した図である。図２に示すように、超音波診断装置１は、超音波探触子ユニット１００と、超音波診断装置本体１１と、操作部１２と、表示部１３と、を有する。また、超音波探触子ユニット１００は、超音波探触子１１０と、コネクタハウジング１２０と、ケーブル１３０と、を有する。

超音波探触子１１０は、図示しない生体等の被検体内に対して超音波（送信超音波）を送信するとともに、この被検体内で反射した超音波の反射波（反射超音波：エコー）を受信する。

超音波診断装置本体１１は、超音波探触子１１０とケーブル１３０およびコネクタハウジング１２０を介して接続され、超音波探触子１１０に電気信号の駆動信号を送信することによって超音波探触子１１０に被検体に対して超音波送信信号を送信させる。そして、被検体内からの反射波を受信した超音波探触子１１０が生成した超音波受信信号に基づいて被検体内の内部状態を超音波画像として画像化する。操作部１２は例えばスイッチ、ボタン、キーボード、マウス、タッチパネル等の操作デバイスであり、超音波診断装置１のユーザである医師や検査技師等の操作を受け付ける。表示部１３は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）や有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスであり、超音波診断装置本体１１が生成した超音波画像を表示したり、超音波診断装置１の状態に応じた種々の表示画面を表示したりする。

＜超音波探触子ユニット１００の構成＞
図３は、本発明の実施の形態に係る超音波探触子ユニット１００の構成を例示した図である。図３に示すように、超音波探触子ユニット１００は、超音波探触子１１０と、コネクタハウジング１２０と、ケーブル１３０と、を有する。超音波探触子ユニット１００は、コネクタハウジング１２０によって図示しない超音波診断装置本体に接続される。

超音波探触子１１０は、超音波診断の際に被検体に当接されて超音波信号を送信し、反射波信号を受信して受信信号を生成する。超音波信号の生成は、コネクタハウジング１２０およびケーブル１３０を介して超音波診断装置本体から送信された制御信号に基づいて行われる。また、超音波探触子１１０において受信された受信信号は、ケーブル１３０およびコネクタハウジング１２０を介して超音波診断装置本体に送信される。これにより、超音波診断装置本体において超音波画像が生成される。

図３に示すように、超音波探触子１１０は、音響素子アレイ１１１と、揺動機構１１２と、を有する。音響素子アレイ１１１は、電気信号と超音波を相互に変換して超音波を生成する音響素子を例えば走査方向に沿って直線状に配列させたものである。揺動機構１１２は、音響素子アレイ１１１を揺動させて超音波形成面を移動させ、３次元走査を実現するための機構である。揺動機構１１２は、例えば後述するステッピングモータ２００と、プーリやベルト等の伝達部材（図示せず）と、によって構成され、ステッピングモータの駆動力を伝達部材により音響素子アレイ１１１が設けられた土台部（図示せず）を走査方向に対して垂直に揺動させる。

なお、図３では図示を省略するが、超音波探触子１１０は、音響素子アレイ１１１を内包して超音波を透過する音響ウィンドウや、音響素子アレイ１１１を揺動可能に保持するフレーム等を有していてもよい。

図４は、揺動機構１１２が有するステッピングモータ２００の構造の一例を示した図である。図４に示すように、ステッピングモータ２００は、２つのコイル２０１、２０２とロータ２０３とを有している。２つのコイル２０１、２０２は、電気角が互いに９０°ずれるように配置される。このため、２つのコイル２０１、２０２のロータ２０３に対する磁界の方向も、ロータ２０３の中心角について電気角が互いに９０°ずれている。図４では、コイル２０１をＡ相側、コイル２０２をＢ相側として図示する。

ロータ２０３は、例えば永久磁石等の磁石を有し、２つのコイル２０１、２０２からの磁界に応じた位置で安定するように構成される。従って、互いに９０°位相の異なる交流電流を２つのコイル２０１、２０２に供給することで、その電流位相によりロータ２０３が回転する。また、特定の電流位相のタイミングで電流位相の変化を停止することで、その時の電流位相に応じた位置にロータ２０３を停止することができる。このような構成により、ステッピングモータ２００の回転が制御される。

また、図３に示すように、コネクタハウジング１２０は、駆動回路１２１、制御回路１２２、コネクタ１２３を有する。駆動回路１２１は、揺動機構１１２が有するステッピングモータ２００の駆動制御を行う。制御回路１２２は、例えば超音波診断装置本体からの指示信号に基づいて駆動回路１２１を制御する。

図５は、駆動回路１２１および制御回路１２２の構成の一例を示す図である。図５に示すように、駆動回路１２１は、Ａ相駆動回路３１０Ａと、Ｂ相駆動回路３１０Ｂと、を有する。

制御回路１２２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路、またはＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路であり、駆動回路１２１（Ａ相駆動回路３１０ＡとＢ相駆動回路３１０Ｂ）を制御する。

図５に示すように、Ａ相駆動回路３１０Ａは、電流検知部３１１、差動アンプ３１２、電力増幅アンプ３１３，３１４、可変出力スイッチング電源３１５，３１６、分圧回路３１７，３１８、コンパレータ３２１を有する。Ｂ相駆動回路３１０ＢもＡ相駆動回路３１０Ａとほぼ同様の構成を有するため、図示および説明を省略する。

＜Ａ相駆動回路３１０Ａの制御＞
次に、制御回路１２２によるＡ相駆動回路３１０Ａの制御の概要について説明する。例えば超音波診断装置本体から音響素子アレイ１１１の揺動が制御回路１２２に対して指示されると、制御回路１２２は、指示に対応するモータの回転角（電気角）に基づいて、Ａ相駆動回路３１０Ａに対するＡ相位相データ（正弦波データ）と、Ａ相位相データに対して９０度の位相差を有するＢ相位相データ（正弦波データ）を生成する。制御回路１２２は、生成したＡ相位相データおよびＢ相位相データに基づいてＡ相電流指令値およびＢ相電流指令値をそれぞれ生成する。

制御回路１２２は、生成したＡ相電流指令値をＡ相駆動回路３１０Ａに、Ｂ相電流指令値をＢ相駆動回路３１０Ｂに、それぞれ入力する。以下では、Ａ相電流指令値が入力されたＡ相駆動回路３１０Ａの動作について説明する。

差動アンプ３１２は、入力されたＡ相電流指令値と、電流検知部３１１が検知した、ステッピングモータ２００のＡ相側のコイル２０１を流れる電流値（を増幅した値）と、の差分を検出する。

電力増幅アンプ３１３，３１４は、入力された電流を増幅するアナログアンプである。差動アンプ３１２と電力増幅アンプ３１３とでリニアアンプ（例えばＡＢ級アンプ）が構成される。電力増幅アンプ３１３の出力端子は例えばオペアンプ等の反転回路等を介して電力増幅アンプ３１４の入力端子に接続される。この反転回路と電力増幅アンプ３１４とでリニアアンプが構成される。

また、電力増幅アンプ３１３の出力端子は後述の分圧回路３１７を介してステッピングモータ２００のＡ相のコイル２０１の＋側端子に接続される。すなわち、電力増幅アンプ３１３はステッピングモータ２００の＋側のアンプである。一方、電力増幅アンプ３１４の出力端子は後述の分圧回路３１８を介してコイル２０１の−側端子に接続される。電力増幅アンプ３１３，３１４は、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧に基づいて動作する。

可変出力スイッチング電源３１５，３１６は、ステッピングモータ２００の電源である。可変出力スイッチング電源３１５はステッピングモータ２００のコイル２０１の＋側に電力増幅アンプ３１３を介して接続され、可変出力スイッチング電源３１６はコイル２０１の−側に電力増幅アンプ３１４を介して接続される。また、可変出力スイッチング電源３１５は、電力増幅アンプ３１３，３１４のハイサイド（＋側）に接続され、可変出力スイッチング電源３１６は、電力増幅アンプ３１３，３１４のローサイド（−側）に接続される。

このように、電力増幅アンプ３１３，３１４のハイサイド電源は可変出力スイッチング電源３１５に、ローサイド電源は可変出力スイッチング電源３１６に、それぞれ共通化されている。このような構成により、ステッピングモータ２００の駆動電圧が正である場合の電源制御を可変出力スイッチング電源３１５が、駆動電圧が負である場合の電源制御を可変出力スイッチング電源３１６が、それぞれ共通化して行うことができる。なお、以下の説明において、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧をＶ_ｏｕｔ＋、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧をＶ_ｏｕｔ−と記載する。

なお、本発明の実施の形態において、「正の駆動電圧」とは、必ずしも駆動電圧の電圧値が正である場合に限定されず、「負の駆動電圧」とは、必ずしも駆動電圧の電圧値が負である場合に限定されない。本発明の実施の形態においては、例えば、所定の基準電圧と駆動電圧とを比較したとき、基準電圧より大きい駆動電圧を「正の駆動電圧」、基準電圧より小さい駆動電圧を「負の駆動電圧」と称する。所定の基準電圧とは、例えば超音波診断装置１の設計者が任意に設定した電圧である。駆動電圧だけではなく、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧についても同様である。

分圧回路３１７，３１８は、コイル２０１への電流経路の電圧値を取り出してコンパレータ３２１に入力する。ここで、コイル２０１への電流経路の電圧値はすなわちステッピングモータ２００の駆動電圧Ｖ_Ｄである。

分圧回路３１９，３２０は、可変出力スイッチング電源３１５，３１６からの出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋，Ｖ_ｏｕｔ−を取り出してコンパレータ３２１に入力する。

コンパレータ３２１は、複数のコンパレータ３２１＿１〜３２１＿４を有する。それぞれのコンパレータ３２１には、分圧回路３１７，３１８により取得されたコイル２０１への電流経路の電圧値（ステッピングモータ２００の駆動電圧Ｖ_Ｄ）と、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋，Ｖ_ｏｕｔ−と、がそれぞれ供給される。

具体的には、図５に示すように、コンパレータ３２１＿１の入力端子には、分圧回路３１８の出力端子と、可変出力スイッチング電源３１５の出力端子と、が接続されている。また、図５に示すように、コンパレータ３２１＿２の入力端子には、可変出力スイッチング電源３１５の出力端子と、分圧回路３１７の出力端子と、が接続されている。

また、図５に示すように、コンパレータ３２１＿３の入力端子には、分圧回路３１８の出力端子と、可変出力スイッチング電源３１６の出力端子と、が接続されている。また、図５に示すように、コンパレータ３２１＿４の入力端子には、分圧回路３１７の出力端子と、可変出力スイッチング電源３１６の出力端子と、が接続されている。

コンパレータ３２１は、分圧回路３１７，３１８および可変出力スイッチング電源３１５，３１６からの出力電圧に基づいて、ステッピングモータ２００の駆動電圧Ｖ_Ｄが正の場合には、駆動電圧Ｖ_Ｄに所定値αを加算した値（Ｖ_Ｄ＋α）と可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧の絶対値Ｖ_ｏｕｔ＋とを比較し、比較結果を制御回路１２２に出力する。また、コンパレータ３２１は、ステッピングモータ２００の駆動電圧Ｖ_Ｄが負の場合には、駆動電圧Ｖ_Ｄから所定値αを減算した値（Ｖ_Ｄ−α）と可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−とを比較し、比較結果を制御回路１２２に出力する。なお、以下では、正の駆動電圧Ｖ_Ｄに所定値αを加算した値（Ｖ_Ｄ＋α）を正の目標電圧、負の駆動電圧Ｖ_Ｄから所定値αを減算した値（Ｖ_Ｄ−α）を負の目標電圧と称する。ここで、正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）および負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）は本発明の第１目標電圧の一例であり、コンパレータ３２１が正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）および負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）と比較する可変出力スイッチング電源３１５，３１６からの出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋，Ｖ_ｏｕｔ−が本発明の第２目標電圧の一例である。

制御回路１２２は、上記説明した構成を有するＡ相駆動回路３１０Ａの制御を行う。具体的には、制御回路１２２は、差動アンプ３１２における、Ａ相電流指令値とステッピングモータ２００のコイル２０１を流れる電流値との差分が０になるようにＡ相電流指令値を調整する。これにより、コイル２０１を流れる電流が常にＡ相電流指令値となるような定電流制御が行われる。

また、制御回路１２２は、コンパレータ３２１の比較結果に基づいて、可変出力スイッチング電源３１５，３１６を以下のように制御する。

（１）駆動電圧Ｖ_Ｄが正であって、コンパレータ３２１における比較の結果、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が、正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）以上である場合（Ｖ_ｏｕｔ＋≧Ｖ_Ｄ＋α）、制御回路１２２は、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋を正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）まで減少させる。また、駆動電圧Ｖ_Ｄが正であるとき、制御回路１２２は、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−を−αとなるように制御する。

（２）駆動電圧Ｖ_Ｄが正であって、コンパレータ３２１における比較の結果、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が、正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）より小さくなった場合（Ｖ_ｏｕｔ＋＜Ｖ_Ｄ＋α）、制御回路１２２は、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）を下回らないように、出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）以上まで増大させる。

（３）駆動電圧Ｖ_Ｄが負であって、コンパレータ３２１における比較の結果、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−が、負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）以下である場合（Ｖ_ｏｕｔ−≦Ｖ_Ｄ−α）、制御回路１２２は、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−を負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）まで増大させる。また、駆動電圧Ｖ_Ｄが負であるとき、制御回路１２２は、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋がαとなるように制御する。

（４）駆動電圧Ｖ_Ｄが負であって、コンパレータ３２１における比較の結果、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−が、負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）より大きくなった場合（Ｖ_ｏｕｔ−＞Ｖ_Ｄ−α）、制御回路１２２は、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−が負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）を上回らないように、出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−を目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）以下まで減少させる。

以上の（１）〜（４）の制御をまとめると、以下のようになる。すなわち、制御回路１２２は、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧の絶対値｜Ｖ_ｏｕｔ＋｜，｜Ｖ_ｏｕｔ−｜が、ステッピングモータ２００の駆動電圧Ｖ_Ｄに基づいて設定された目標電圧の絶対値｜Ｖ_Ｄ＋α｜，｜Ｖ_Ｄ−α｜より小さくなった場合に、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧の絶対値｜Ｖ_ｏｕｔ＋｜，｜Ｖ_ｏｕｔ−｜を目標電圧の絶対値｜Ｖ_Ｄ＋α｜，｜Ｖ_Ｄ−α｜以上まで増大させるように制御する。

このような制御回路１２２の制御によって、図６Ａに示すように、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋は、正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）（ただしＶ_Ｄ＞０）となるように制御される。また、図６Ａに示すように、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−は、負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）（ただしＶ_Ｄ＜０）となるように制御される。なお、所定値αは、例えばダイオード１個分の電圧降下の値とすればよい。

図６Ａは、本開示の実施の形態の超音波探触子ユニット１００におけるステッピングモータ２００の駆動電圧Ｖ_Ｄと、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋と、可変出力スイッチング電源３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ−の関係を示す図である。

上記したように、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋，Ｖ_ｏｕｔ−は、電力増幅アンプ３１３，３１４への入力電圧であり、ステッピングモータ２００の駆動電圧Ｖ_Ｄは、電力増幅アンプ３１３，３１４の出力電圧である。一般に、電力増幅アンプ３１３，３１４の発熱は、電力増幅アンプ３１３，３１４への入力電力と出力電力との差が大きいほど大きくなるため、本開示の実施の形態の超音波探触子ユニット１００においては、制御回路１２２が図６Ａに示すような電圧制御を行うことにより、電力増幅アンプ３１３，３１４への入力電力と出力電力との差が小さくなり、電力増幅アンプ３１３，３１４からの発熱を抑えることができるようになる。

対比例として、電力増幅アンプへの入力電圧を制御しない場合の、電力増幅アンプの入力電圧と出力電圧との関係を図６Ｂに示す。図６Ｂに示すように、例えば入力電圧を制御しない従来の電力増幅アンプでは、入力電力と出力電力との差が本開示の実施の形態の超音波探触子ユニット１００と比較して非常に大きい。このため、本開示の実施の形態の超音波探触子ユニット１００では、従来と比較して、電力増幅アンプ３１３，３１４からの発熱を大きく低減させることができる。

以上、制御回路１２２によるＡ相駆動回路３１０Ａの制御の概要について説明した。なお、制御回路１２２によるＢ相駆動回路３１０Ｂの制御は、Ａ相駆動回路３１０Ａの制御とほぼ同様であるため、説明を省略する。

＜可変出力スイッチング電源３１５，３１６のスイッチング制御＞
制御回路１２２は、以下のように可変出力スイッチング電源３１５，３１６の制御を行う。なお、以下では、可変出力スイッチング電源３１５の構成および制御について説明するが、可変出力スイッチング電源３１６の構成および制御もほぼ同様であるため説明を省略する。

図７は、可変出力スイッチング電源３１５の回路構成を例示した図である。図７に示すように、可変出力スイッチング電源３１５はコンパレータ４０１、制御回路４０２、スイッチング素子４０３を有する。

コンパレータ４０１は、所定の基準電圧と出力フィードバック電圧とを比較し、比較結果を制御回路４０２に出力する。コンパレータ４０１に入力される基準電圧は、上記説明した正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）である。また、コンパレータ４０１に入力される基準電圧は、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋である。すなわち、コンパレータ４０１は、現在の可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋と正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）とを比較している。

制御回路４０２は、制御回路１２２の制御により動作する。制御回路４０２は、コンパレータ４０１の比較結果において、現在の可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が、正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）より小さくなった場合（Ｖ_ｏｕｔ＋＜Ｖ_Ｄ＋α）、すなわち上記説明した（２）の場合、スイッチング素子４０３を用いて、例えば周期可変のＰＦＭ（パルス周波数変調）制御（オフ時間固定）を行うことにより、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）を下回らないように制御する。

図８は、制御回路４０２によるＰＦＭ制御における信号波形の一例を示す図である。図８に示すように、制御回路４０２は、コンパレータ４０１の出力電圧がハイレベルである間、すなわち、現在の可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が、正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）より小さくなっている間、スイッチング周波数を変化させている。図８においては、スイッチング周波数が徐々に低くなるように変化させた場合を例示している。

なお、図８では、コンパレータ４０１の出力電圧がハイレベルであるとき、スイッチング周波数を徐々に低くなるように変化させる場合について例示していたが、本開示はこれに限定されない。制御回路１２２に制御される制御回路４０２は、コンパレータ４０１の出力電圧がハイレベルであるとき、スイッチング周波数を徐々に高くなるように変化させるようにしてもよい。また、例えばステッピングモータ２００の駆動波形周期毎に、スイッチング周波数を反対向きに変化させるようにしてもよい。また、音響素子アレイ１１１の送信する送信超音波と干渉しないように、スイッチング周波数を音響素子アレイ１１１の送信周期と同期するようにしてもよい。

反対向きとは、具体的には以下のような変化である。すなわち、例えば制御回路４０２は、図９に示すように、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋を、ステッピングモータ２００の駆動電圧波形（正弦波）の１つ目の山の期間ではスイッチング周波数を徐々に高くなるように変化させ、その次の山の期間ではスイッチング周波数を徐々に低くなるように変化させるように、交互にスイッチング周波数の変化方向を反対にすることを意味している。図９は、ステッピングモータ２００の駆動波形周期毎にスイッチング周波数を反対向きに変化させる場合の可変出力スイッチング電源３１５の出力波形を例示した図である。

なお、制御回路４０２は、スイッチング周波数を、超音波探触子１１０の周波数帯域と重ならないように変化させることが望ましい。具体的には、例えば超音波探触子１１０の周波数帯域が１ＭＨｚであった場合に、スイッチング周波数は例えば１００ＫＨｚ以上１ＭＨｚ未満で変化させるようにすればよい。

このようにスイッチング周波数を変化させる制御により、スイッチング周波数が分散されるので、可変出力スイッチング電源３１５（および可変出力スイッチング電源３１６）から発生するスイッチングノイズを低減することができる。

＜ステッピングモータ２００の高速回転時の制御＞
次に、ステッピングモータ２００の高速回転時における、制御回路１２２の制御について説明する。制御回路１２２は、ステッピングモータ２００の回転数を監視し、所定の回転数以上となった場合に、以下の制御を行う。なお、本実施の形態において、ステッピングモータ２００の最大回転速度は６００ｒｐｍであり、所定の回転数は４００ｒｐｍとする。

図１０Ａは、ステッピングモータ２００の回転数と可変出力スイッチング電源３１５の出力波形との関係を説明するための図である。図１０Ａに示すように、ステッピングモータ２００が比較的低速で回転している場合は、制御回路１２２は上記説明したように可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋を制御する。

しかしながら、ステッピングモータ２００が高速で回転すると、図１０Ｂに示すように、目標電圧の変化が大きくなり、制御回路１２２による可変出力スイッチング電源３１５の制御が間に合わなくなり、可変出力スイッチング電源３１５の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋が目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）に追従しきれなくなる場合がある。

このような場合、制御回路１２２は、図１０Ｃに示すように、コンパレータ３２１の比較結果を待たずに、可変出力スイッチング電源３１５のスイッチング制御を開始する。制御回路１２２にはスイッチング制御の目標電圧があらかじめ分かっているため、このような制御が可能となる。

このような制御により、ステッピングモータ２００の高速回転時にも、好適に可変出力スイッチング電源３１５，３１６のスイッチング制御を行うことができる。

＜作用・効果＞
以上説明したように、本開示の実施の形態に係る超音波探触子ユニット１００は、音響素子アレイ１１１と、音響素子アレイ１１１を走査方向に垂直に揺動させるステッピングモータ２００を含む揺動機構１１２と、を有する超音波探触子１００と、超音波探触子１００とケーブル１３０で接続され、超音波診断装置本体に接続されるコネクタハウジング１２０と、を有する超音波探触子ユニット１００であって、コネクタハウジング１２０は、ステッピングモータ２００を駆動する駆動回路１２１と、駆動回路１２１を制御する制御回路１２２と、を有し、駆動回路１２１は、ステッピングモータ２００への入力電流を増幅する電力増幅アンプ３１３，３１４と、ステッピングモータ２００および電力増幅アンプ３１３，３１４に電源電圧を供給する可変出力スイッチング電源３１５，３１６と、ステッピングモータ２００の駆動電圧に基づく目標電圧と可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧とを比較するコンパレータ３２１と、を有し、制御回路１２２は、コンパレータ３２１における比較の結果、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧の絶対値が目標電圧の絶対値より小さい場合に、可変出力スイッチング電源３１５，３１６に対して、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧の絶対値を目標電圧の絶対値以上まで増大させるようにスイッチング制御する。

このような構成により、本開示の実施の形態に係る超音波探触子ユニット１００は、ステッピングモータ２００の制御電流を増幅する電力増幅アンプ３１３，３１４への入力電力と出力電力との差を小さくすることができるので、電力増幅アンプ３１３，３１４から発生する熱を抑えることができるようになる。このため、コネクタハウジング１２０の筐体温度上昇を防止することができる。

また、本開示の実施の形態に係る超音波探触子ユニット１００では、制御回路１２２が可変出力スイッチング電源３１５，３１６に対して可変周波数でスイッチング制御を行う。このため、スイッチング周波数が分散され、スイッチングノイズを低減することができる。また、制御回路１２２は、スイッチング周波数を音響素子アレイの周波数帯域と重ならないように制御するため、超音波探触子１１０からコネクタハウジング１２０を通って超音波診断装置本体へ送信される超音波受信信号に重畳されるスイッチングノイズの影響を低減することができる。

また、本開示の実施の形態に係る超音波探触子ユニット１００において、制御回路１２２は、ステッピングモータ２００の回転速度が所定の回転数（４００ｒｐｍ）より高速である場合、コンパレータ３２１から比較結果が出力される前に、可変出力スイッチング電源３１５，３１６のスイッチング制御を行う。このため、ステッピングモータ２００が低速回転から高速回転に移行する場合等の過渡応答に対応することができる。

また、本開示の実施の形態に係る超音波探触子ユニット１００において、可変出力スイッチング電源３１５は、ステッピングモータ２００のコイル２０１のプラス側端子に接続され、また、プラス側アンプである電力増幅アンプ３１３のハイサイド電源と、マイナス側アンプである電力増幅アンプ３１４のハイサイド電源と、が可変出力スイッチング電源３１５に共通化されている。そして、可変出力スイッチング電源３１６は、ステッピングモータ２００のコイル２０１のマイナス側端子に接続され、また、プラス側アンプである電力増幅アンプ３１３のローサイド電源と、マイナス側アンプである電力増幅アンプ３１４のローサイド電源とが、可変出力スイッチング電源３１６に共通化されている。

このような構成により、ステッピングモータ２００の駆動電圧が正である場合の電源制御を可変出力スイッチング電源３１５が、駆動電圧が負である場合の電源制御を可変出力スイッチング電源３１６が、それぞれ共通化して行うことができる。このため、それぞれ別々に電源を用意する場合と比較して、電源の数を少なくすることができるので、駆動回路１２１の回路規模を縮小することができる。このため、コネクタハウジング１２０を小型化することができ、駆動回路１２１の消費電力を低減することができる。

＜変形例＞
以上、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。特許請求の範囲の記載範囲内において、当業者が想到できる各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

上記した実施の形態では、揺動機構１１２が有するステッピングモータ２００として、２相のステッピングモータを例示したが、本発明はこれには限定されない。揺動機構１１２は、例えば３相や５相等、他の相数のステッピングモータを有していてもよい。揺動機構１１２が他の相数のステッピングモータを有している場合、駆動回路１２２はステッピングモータの相数に合わせた数の駆動回路を有するように構成されればよい。

また、上記した実施の形態では、コンパレータ３２１が駆動電圧Ｖ_Ｄに所定値αを加算して正の目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α）、駆動電圧Ｖ_Ｄから所定値αを減算して負の目標電圧（Ｖ_Ｄ−α）としていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、分圧回路３１７，３１８が目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α），（Ｖ_Ｄ−α）に相当する電圧をコンパレータ３２１に対して出力するようにしてもよい。

図１１は、分圧回路３１７，３１８が駆動電圧Ｖ_Ｄに基づいて目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α），（Ｖ_Ｄ−α）を出力する場合の、分割回路３１７，３１８の構成例を示す図である。図１１に示すように、分圧回路３１７，３１８は、２つの抵抗Ｒ＿１，Ｒ＿２と、２つの抵抗の間に設けられたダイオードＤと、を有する。抵抗Ｒ＿１の一端は分圧回路３１７，３１８の入力端子に接続され、他端は分圧回路３１７，３１８の出力端子に接続されている。また、出力端子はダイオードＤのアノードに接続され、ダイオードＤのカソードは抵抗Ｒ＿２の一端に接続される。抵抗Ｒ＿２の他端はグランドに接続される。分圧回路３１７，３１８の入力端子は可変出力スイッチング電源３１５，３１６に、分圧回路３１７，３１８の出力端子はコンパレータ３２１に、それぞれ接続されている。ダイオードＤの電圧降下は、分圧比を加味してα×（Ｒ＿１＋Ｒ＿２）／（Ｒ＿１−Ｒ＿２）とする。なお、この式におけるＲ＿１は抵抗Ｒ＿１の抵抗値、Ｒ＿２は抵抗Ｒ＿２の抵抗値である。

このような構成により、目標電圧を（Ｖ_Ｄ＋α），（Ｖ_Ｄ−α）とすることができる。

なお、図１１に示す例では、分圧回路３１７，３１８が目標電圧（Ｖ_Ｄ＋α），（Ｖ_Ｄ−α）に相当する電圧をコンパレータ３２１へ出力し、分圧回路３１９，３２０は上記実施の形態と同様に、可変出力スイッチング電源３１５，３１６の出力電圧Ｖ_ｏｕｔ＋，Ｖ_ｏｕｔ−に相当する電圧をコンパレータ３２１へ出力している。

しかしながら、本発明では、分圧回路３１９，３２０も上記図１１と同様の回路構成とし、分圧回路３１７，３１８の出力電圧を（Ｖ_Ｄ＋α_１），（Ｖ_Ｄ−α_１）に相当する電圧、分圧回路３１９，３２０の出力電圧を（Ｖ_ｏｕｔ＋＋α_２），（Ｖ_ｏｕｔ−−α_２）に相当する電圧としてもよい。この場合、コンパレータ３２１が分圧回路３１７，３１８の出力電圧と分圧回路３１９，３２０の出力電圧とを比較することで、上記実施の形態と同様の比較を行うことができるようになる。ただし、α_１は分圧回路３１７，３１８のダイオードの電圧降下から求められる電圧値であり、α_２は分圧回路３１９，３２０のダイオードの電圧降下から求められる電圧値であり、α_１−α_２＝αである（α_１＞α_２の場合）。このような構成とした場合、分圧回路３１７，３１８におけるα_１に基づくダイオードの電圧降下と分圧回路３１９，３１０におけるα_２に基づくダイオードの電圧降下との差分を所定値αとしているため、ダイオードの温度特性を相殺することができ、好適である。

また、上述した実施の形態では、ステッピングモータ２００を制御する駆動回路１２１と制御回路１２２とが超音波探触子ユニット１００のコネクタハウジング１２０内に設けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、モータを制御する駆動回路および制御回路が、超音波探触子内に設けられていてもよい。この場合も、上述した実施の形態と同様に、駆動回路（リニアアンプ）の発熱の低減や、超音波探触子から超音波診断装置本体へ送信される超音波受信信号へのスイッチングノイズの低減、駆動回路の消費電力の低減等の効果を得ることができる。

さらに、本発明では、例えば駆動回路および制御回路が、超音波診断装置本体内に設けられていてもよい。この場合、超音波診断装置本体の筐体がコネクタハウジングより大きいため、駆動回路の発熱は問題となりにくく、また、超音波探触子と超音波診断装置本体とを接続するケーブルと駆動回路および制御回路との距離とが大きくなるように駆動回路および制御回路を配置すれば、超音波受信信号にスイッチングノイズが重畳される事態を回避することができる。また、駆動回路の消費電力を低減することができる。

本発明は、超音波を利用した超音波診断装置の超音波探触子ユニットに好適である。

１００ 超音波探触子ユニット
１１０ 超音波探触子
１１１ 音響素子アレイ
１１２ 揺動機構
１２０ コネクタハウジング
１２１ 駆動回路
１２２ 制御回路
１２３ コネクタ
１３０ ケーブル
２００ ステッピングモータ
２０１ コイル
２０２ コイル
２０３ ロータ
３１０Ａ Ａ相駆動回路
３１０Ｂ Ｂ相駆動回路
３１１ 電流検知部
３１２ 差動アンプ
３１３，３１４ 電力増幅アンプ
３１５，３１６ 可変出力スイッチング電源
３１７，３１８，３１９，３２０ 分圧回路
３２１，３２１＿１，３２１＿２，３２１＿３，３２１＿４ コンパレータ
４０１ コンパレータ
４０２ 制御回路
４０３ スイッチング素子
８００ 超音波探触子ユニット
８１０ 超音波探触子
８１１ 音響素子アレイ
８１２ 揺動機構
８２０ コネクタハウジング
８２１ 駆動回路
８２２ 制御回路

Claims (12)

1. 音響素子アレイと、前記音響素子アレイを走査方向に垂直に揺動させるモータを含む揺動機構と、を有する超音波探触子と、前記超音波探触子とケーブルで接続され、超音波診断装置本体に接続されるコネクタハウジングと、を有する超音波探触子ユニットであって、
   前記コネクタハウジングは、前記モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、を有し、
   前記駆動回路は、電源電圧を供給する可変出力スイッチング電源と、前記電源電圧に基づいて前記モータの駆動電圧を出力するリニアアンプである電力増幅アンプと、前記モータの駆動電圧に基づく第１目標電圧と前記可変出力スイッチング電源の出力電圧に基づく第２目標電圧とを比較するコンパレータと、を有し、
   前記制御回路は、前記コンパレータにおける比較の結果、前記第２目標電圧の絶対値が前記第１目標電圧の絶対値より小さい場合に、前記可変出力スイッチング電源に対して、前記第２目標電圧の絶対値を前記第１目標電圧の絶対値以上まで増大させ、前記第２目標電圧を前記第１目標電圧の変化に実時間で追従させるスイッチング制御を行う、
   超音波探触子ユニット。
2. 前記電力増幅アンプは、前記モータへの入力電流を増幅し、
   前記制御回路は、前記入力電流が所定の指令電流値となるように定電流制御する、
   請求項１に記載の超音波探触子ユニット。
3. 前記制御回路は、前記可変出力スイッチング電源をスイッチング制御する際に、スイッチング周波数を徐々に低くなるように変化させる、
   請求項１または２に記載の超音波探触子ユニット。
4. 前記制御回路は、前記可変出力スイッチング電源をスイッチング制御する際に、スイッチング周波数を徐々に高くなるように変化させる、
   請求項１または２に記載の超音波探触子ユニット。
5. 前記制御回路は、前記可変出力スイッチング電源をスイッチング制御する際に、スイッチング周波数を変化させる方向を、前記モータの動作波形周期毎に変化させる、
   請求項１または２に記載の超音波探触子ユニット。
6. 前記制御回路は、前記可変出力スイッチング電源をスイッチング制御する際に、スイッチング周波数が前記音響素子アレイの送信周期と同期するように制御する、
   請求項１または２に記載の超音波探触子ユニット。
7. 前記制御回路は、前記可変出力スイッチング電源をスイッチング制御する際に、スイッチング周波数が前記音響素子アレイの周波数帯域と重ならないように制御する、
   請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波探触子ユニット。
8. 前記制御回路は、前記モータの回転速度が所定の回転数より高速である場合、前記コンパレータから比較結果が出力される前に、前記可変出力スイッチング電源のスイッチング制御を行う、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の超音波探触子ユニット。
9. 前記電力増幅アンプは、前記モータにプラス電流を供給するプラス側電力増幅アンプと、マイナス電流を供給するマイナス側電力増幅アンプと、を有し、
   前記可変出力スイッチング電源は、前記プラス側電力増幅アンプのハイサイドと、前記マイナス側電力増幅アンプのハイサイドと、に電源を供給するプラス側電源と、前記プラス側電力増幅アンプのローサイドと、前記マイナス側電力増幅アンプのローサイドと、に電源を供給するマイナス側電源と、を有する、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の超音波探触子ユニット。
10. 音響素子アレイと、前記音響素子アレイを走査方向に垂直に揺動させるモータを含む揺動機構と、を有する超音波探触子と、前記超音波探触子とケーブルで接続され超音波診断装置本体と接続されるコネクタハウジングと、を有する超音波探触子ユニットであって、
    前記超音波探触子は、前記モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、を有し、
    前記駆動回路は、電源電圧を供給する可変出力スイッチング電源と、前記電源電圧に基づいて前記モータの駆動電圧を出力するリニアアンプである電力増幅アンプと、前記モータの駆動電圧に基づく第１目標電圧と前記可変出力スイッチング電源の出力電圧に基づく第２目標電圧とを比較するコンパレータと、を有し、
    前記制御回路は、前記コンパレータにおける比較の結果、前記第２目標電圧の絶対値が前記第１目標電圧の絶対値より小さい場合に、前記可変出力スイッチング電源に対して、前記第２目標電圧の絶対値を前記第１目標電圧の絶対値以上まで増大させ、前記第２目標電圧を前記第１目標電圧の変化に実時間で追従させるスイッチング制御を行う、
    超音波探触子ユニット。
11. 請求項１または１０に記載の超音波探触子ユニットと、前記超音波診断装置本体と、を有する超音波診断装置であって、
    前記超音波診断装置本体は、前記超音波探触子から被検体に対して超音波送信信号を送信させ、前記被検体からの反射波を受信した前記超音波探触子が生成した超音波受信信号に基づいて超音波画像を生成する、
    超音波診断装置。
12. 超音波探触子ユニットと、前記超音波探触子ユニットから被検体に対して超音波送信信号を送信させ、前記被検体からの反射波を受信した前記超音波探触子ユニットが生成した超音波受信信号に基づいて超音波画像を生成する超音波診断装置本体と、を有する超音波診断装置であって、
    前記超音波探触子ユニットは、音響素子アレイと、前記音響素子アレイを走査方向に垂直に揺動させるモータを含む揺動機構と、を有する超音波探触子と、前記超音波探触子とケーブルで接続され、前記超音波診断装置本体に接続されるコネクタハウジングと、を有し、
    前記超音波診断装置本体は、前記モータを駆動する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、を有し、
    前記駆動回路は、電源電圧を供給する可変出力スイッチング電源と、前記電源電圧に基づいて前記モータの駆動電圧を出力するリニアアンプである電力増幅アンプと、前記モータの駆動電圧に基づく第１目標電圧と前記可変出力スイッチング電源の出力電圧に基づく第２目標電圧とを比較するコンパレータと、を有し、
    前記制御回路は、前記コンパレータにおける比較の結果、前記第２目標電圧の絶対値が前記第１目標電圧の絶対値より小さい場合に、前記可変出力スイッチング電源に対して、前記第２目標電圧の絶対値を前記第１目標電圧の絶対値以上まで増大させ、前記第２目標電圧を前記第１目標電圧の変化に実時間で追従させるスイッチング制御を行う、
    超音波診断装置。

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